東京農業大学

九州工業大学

東京大学大学院理学系研究科

理化学研究所

発表概要

近年の気温上昇によって作物収量が減少しており、植物の高温耐性メカニズムの解明と耐性作物の作出が植物科学の重要な課題となっています。東京農業大学大学院 生命科学研究科の太治輝昭教授を中心とする九州工業大学大学院情報工学研究院・東京大学大学院理学系研究科・理化学研究所バイオリソース研究センターの共同研究グループは、１）シロイヌナズナ野生系統のうち、長期的な高温ストレスに耐性を示す系統と高感受性を示す系統を用いて長期高温ストレス耐性に寄与するLHT1遺伝子を発見、さらに、２）長期高温耐性を欠損したシロイヌナズナsloh3, sloh63変異株を単離し、原因遺伝子を同定しました。

これらの遺伝子は、mRNAスプライシングに関与するRNAヘリカーゼをコードするMOS4関連複合体の遺伝子でした。シロイヌナズナの長期高温に対して高感受性を示す野生系統や、sloh3, sloh63変異株では、長期的な高温ストレス下で有害なスプライシング現象が広く見られました。これらのことから、MOS4関連複合体の正確なmRNAスプライシング維持が長期高温耐性に不可欠なことを明らかにしました。今回の成果は、何日も続く高温に適応する作物育種へつながる成果です。

図：シロイヌナズナの長期（上）・短期（下）高温耐性
左：シロイヌナズナ野生系統（88系統）における長期高温耐性（上）と短期高温耐性（下）。
上下に同じ野生系統を並べているが、長期高温耐性を示す野生系統は必ずしも短期高温耐性を示さず、長期と短期で耐性メカニズムが異なることが示唆された。
右：シロイヌナズナ突然変異株sloh3およびsloh63の長期高温耐性（上）と短期高温耐性（下）。
sloh3およびsloh63変異株は長期高温ストレスに感受性を示すものの、短期高温耐性は野生株と同等なことから、長期高温耐性のみが欠損していることが示唆された。

本研究には、生物科学専攻の土松隆志 教授が参加しています。
本研究成果１）、２）は、国際科学誌「PNAS Nexus」（電子版）に2報同時掲載されました。

詳細は、東京農業大学 のホームページをご覧ください。

発表雑誌

雑誌名	PNAS Nexus
論文1	LHT1/MAC7 contributes to proper alternative splicing under long-term heat stress and mediates variation in the heat tolerance of Arabidopsis
論文2	MOS4-associated complex contributes to proper splicing and suppression of ER stress under long-term heat stress in Arabidopsis